Reservoir engineering is het specialisme van William (Bill) Rossen, de uit de VS afkomstige hoogleraar petroleumwinning bij de faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen (CiTG). Hoe haal je het meest uit de diep in de aardbodem aanwezige voorraden aardolie en aardgas, is daarbij de centrale vraag. 

Rossen is gefascineerd door technieken waarmee je schuim injecteert in een onderaardse laag om de druk te verhogen en zo veel mogelijk fossiele brandstof naar de oppervlakte te persen. Zijn andere passie is om zoveel mogelijk uit zijn studenten te halen. Hij is een bevlogen docent en zag zijn inzet en creativiteit voor de collegezaal beloond toen hij in 2011 werd verkozen tot ‘beste docent’ van de TU Delft.

Na zijn studie scheikundige techniek (1976) aan het Massachusetts Institute of Technology (MIT), lag Bill Rossens huidige specialisme niet voor de hand. Hij ging naar de universiteit van Minnesota om zijn PhD (doctorsgraad) te behalen. Hij kreeg een hoogleraar chemical engineering toegewezen als mentor; deze prof deed onderzoek naar oliewinning. Hij bleek zo’n charismatische en inspirerende wetenschapper te zijn dat Rossen dacht: ‘Ik wil zijn zoals hij, ik wil een loopbaan zoals hij’.

In 1982 promoveerde hij en na enkele jaren onderzoek voor Chevron en als wetenschapper bij de universiteit van Austin (Texas), kwam hij in contact met Hans Bruining, een onderzoeker van de TU Delft die een jaar in de VS werkte. Toen Rossen opperde op bezoek te willen bij Shell Nederland, reageerde Bruining met ‘maak geen plannen, laat het programma helemaal aan mijn mijnbouwstudenten over’. ‘Zij regelden alles perfect’, zegt Rossen. Hij en zijn vrouw werden regelmatige bezoekers in Delft en toen zes jaar geleden de leerstoel reservoir engineering vrijkwam, solliciteerde hij met succes. Het goede contact met studenten is gebleven; hij is met enige regelmaat te vinden in het mijnbouwcafé aan het Noordeinde.

‘They don’t like each other’

Er zijn verschillende manieren om de opbrengst uit een olieveld te maximaliseren. Door winning neemt de geologische druk uiteraard af en op een zeker moment moeten de ingenieurs die druk van bovenaf weer opvoeren om olie of gas naar het oppervlak te krijgen. Dat kan door stoom, CO2 of koolwaterstoffen te injecteren. Of door schuim in de put te spuiten. Een aardolieveld is geen grote holle ruimte, maar veelal een laag met poreus gesteente waarbij het ‘zwarte goud’ in de minuscule kanaaltjes in het gesteente is opgeslagen. Net als bij een berg zand, waarbij er lucht zit tussen de korrels. De opgave is dan om het schuim zo samen te stellen dat de ‘zeepbellen’ de goede vorm hebben, de goede chemische samenstelling (stabieler dan zeep), op de juiste plek worden geïnjecteerd gelet op de zwaartekracht en plaats van het boorgat, en van een vorm waardoor ze door de capillaire ruimte van het poreuze gesteente kunnen bewegen. Dat is, in het kort, het researchterrein van Rossen.

Het is de chemie tussen water, olie en gas. ‘They don’t like each other’, ze willen gescheiden blijven. Maar onder welke omstandigheden mengen ze toch? Niet alleen honderden meters diep onder extreme chemische en fysische omstandigheden maar ook in het dagelijks leven. ‘Hoe komt het dat je op een parkeerplaats soms een plas water ziet met een olielaagje erop doordat een motor gelekt heeft? Of wat gebeurt er als je een beetje olie in het water doet als je pasta kookt?’ Rossen deinst er ook niet voor terug om in de collegezaal een pot mayonaise of een bus scheerschuim mee te nemen om studenten aan het denken te zetten over de fysische verschijnselen waarbij een schuim of een emulsie een vaste dan wel vloeibare vorm aannemen. 

Missie

Als onderzoeker is wetenschappelijke nieuwsgierigheid zijn primaire drijfveer, maar het is evident dat de toepassing op grote belangstelling van oliemaatschappijen kan rekenen. Uitputting van olie- en gasreservoirs is een mondiaal probleem. Voor onderzoeksfinanciering kan Rossen rekenen op contacten bij grote oliemaatschappijen, maar het gaat daarbij niet om direct opdrachtonderzoek. ‘Ook al betaalt bijvoorbeeld Shell, toch houden wij de vrijheid om fundamentele research te doen. We worden geen verlengstuk van dat bedrijf, we publiceren openlijk over de onderzoeksresultaten en ik waardeer de houding van de grote bedrijven dat ze daar geen beperkingen op leggen. Als een company een snel antwoord wil hebben op een specifieke vraag, gaan ze naar een ingenieursbureau of een commercieel lab. Wij leiden primair studenten op, wat overigens natuurlijk ook in het belang van die bedrijven is.’

En dat laatste is duidelijk Rossens missie. Studenten zijn ingenomen met de manier waarop hij ze vooraf informeert over de inhoud van de komende colleges zodat ieder zich kan voorbereiden, met zijn bereidheid complexe zaken net zo lang uit te leggen tot iedereen het begrijpt, en met zijn inspirerende en enthousiaste stijl van college geven. Om de interactie in de collegezaal te stimuleren dwingt Rossen regelmatig zijn studenten vragen te bedenken (ze krijgen er studiepunten voor) over alledaagse of curieuze fysische verschijnselen of problemen. Van ‘waarom stroomt de wasbakafvoer zo traag’, tot ‘hoe beweegt het ijs in een gletsjer’.

Gepubliceerd: april 2016